大口徑低損耗微波真空窗口的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于低溫接收機(jī)系統(tǒng)的微波信號輸入窗口，具體涉及一種大口徑低損耗微波真空窗口。
【背景技術(shù)】
[0002]低溫接收機(jī)是讓低溫低噪聲放大器工作在20K (_253°C )下的環(huán)境，由于具有極低的噪聲溫度(只有常規(guī)接收機(jī)的1/9)，在微弱信號的接收中越來越受到重視。采用低溫接收機(jī)可顯著的提高系統(tǒng)的靈敏度，提升系統(tǒng)的G/T值，是目前及未來的接收系統(tǒng)的首選方案之一。為了提高整個接收系統(tǒng)的靈敏度，常溫的放大器無法達(dá)到較低的噪聲要求，因此采用低溫低噪聲放大器，能夠大大的提高整個天線系統(tǒng)的接收靈敏度。為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的性能指標(biāo)，在寬帶接收系統(tǒng)中需將饋源整體制冷，饋源是喇叭形結(jié)構(gòu)，其不具備密封功能，真空室是為低溫器件提供一個真空的環(huán)境，從而保證低溫器件的工作溫度達(dá)到20K以下，不同頻率的饋源喇叭口的直徑不同，饋源的尺寸決定了真空室的大小，若輸入窗口不密封，則無法滿足制冷對真空的要求，若微波損耗大，則滿足不了低損耗特性?，F(xiàn)有的微波真空窗口直徑小于100mm，無法滿足寬頻帶整體饋源制冷要求，而寬頻帶饋源的最大口面直徑已經(jīng)達(dá)到330mm，現(xiàn)有的微波真空窗口已經(jīng)滿足不了寬頻帶大口徑饋源真空密封、插損及承受壓力的需求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了滿足寬頻帶低溫接收機(jī)的信號傳輸和制冷效果，本實(shí)用新型提供一種大口徑低損耗微波真空窗口，可以滿足大面積、低損耗、高強(qiáng)度、高抗壓和真空密封的特點(diǎn)。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種大口徑低損耗微波真空窗口，該微波真空窗口通過固定法蘭組連接，作為低溫接收機(jī)的微波信號輸入口，所述微波真空窗口包括密封薄膜，密封薄膜外側(cè)邊通過緊固法蘭組夾緊固定，密封薄膜下端設(shè)置有采用透波材料制成的支撐結(jié)構(gòu)件，該支撐結(jié)構(gòu)件與所述固定法蘭組連接，所述緊固法蘭組與固定法蘭組固定連接。
[0006]所述緊固法蘭組包括緊固上法蘭和緊固下法蘭，該緊固上法蘭與所述密封薄膜之間通過密封圈一過渡。
[0007]所述支撐結(jié)構(gòu)件采用剛性透波材料制成。
[0008]所述密封薄膜厚度為0.05mm?0.1mm。
[0009]所述固定法蘭組包括上法蘭和下法蘭，上法蘭與所述緊固法蘭組之間通過密封圈二過渡，下法蘭與所述低溫接收機(jī)的微波信號輸入口固定連接。
[0010]由以上技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型大口徑低損耗微波真空窗口是集微波、真空、制冷、材料于一體的技術(shù)，是寬帶饋源制冷接收機(jī)的輸入端口，具有輸入端口面積大、低微波損耗、高強(qiáng)度、高抗壓和真空密封的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型大口徑低損耗微波真空窗口的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中:100、微波真空窗口，110、密封薄膜，120、緊固法蘭組，121、緊固上法蘭，122、緊固下法蘭，123、密封圈一，130、支撐結(jié)構(gòu)件，200、固定法蘭組，201、密封圈二，210、上法蘭，220、下法蘭。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式作詳細(xì)的說明。
[0014]如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種用于寬頻帶低溫接收機(jī)的大口徑低損耗微波真空窗口，所述低溫接收機(jī)主要包括制冷機(jī)300、真空杜瓦400和喇叭饋源500，其中真空杜瓦的頂端形成用于輸入微波信號的微波信號輸入口，本實(shí)用新型微波真空窗口 100通過固定法蘭組200與低溫接收機(jī)連接，作為微波信號輸入口，制冷機(jī)設(shè)置在真空杜瓦的底端，用于提供20K的環(huán)境溫度，所述喇叭饋源設(shè)置于真空杜瓦的內(nèi)部，用于接收信號，然后由后端的低溫放大器進(jìn)行信號放大與傳輸，達(dá)到密封與微弱信號接收的目的。
[0015]所述微波真空窗口 100包括密封薄膜110，密封薄膜外側(cè)邊通過緊固法蘭組120緊密固定，密封薄膜下端設(shè)置有采用透波材料制成的支撐結(jié)構(gòu)件130，該支撐結(jié)構(gòu)件位于真空杜瓦內(nèi)，并與所述固定法蘭組連接，所述緊固法蘭組與固定法蘭組固定連接。
[0016]本實(shí)施例中密封薄膜110通過特殊工藝加工成厚度在0.05mm?0.1mm之間，具有高致密性，透氣率小于1.01xl0-5Pa cm3/s，在lGHz_9GHz頻率范圍內(nèi)其插入損耗小于
0.05dBo
[0017]所述緊固法蘭組120包括緊固上法蘭121和緊固下法蘭122，所述密封薄膜通過緊固上法蘭和緊固下法蘭壓緊，密封薄膜與緊固上法蘭之間通過密封圈一 123過渡，并由緊固螺釘固定。
[0018]所述固定法蘭組200包括上法蘭210和下法蘭220，上法蘭與所述緊固下法蘭之間通過密封圈二 201過渡，并由緊固螺釘固定，下法蘭與所述低溫接收機(jī)的微波信號輸入口固定連接。
[0019]所述密封圈一的直徑為Φ3.55mm，所述密封圈二的直徑為Φ5.3mm，材料均為具有氣密性的氟橡膠，達(dá)到不同部件間的密封效果。
[0020]所述緊固上法蘭、緊固下法蘭、上法蘭以及下法蘭采用環(huán)形結(jié)構(gòu)的不銹鋼材料，起到支撐與固定效果。
[0021]所述支撐結(jié)構(gòu)件130采用剛性透波材料制成，通過特殊工藝制備，厚度在40mm-60mm之間，可承受I個大氣壓以上的壓力而不變形，在lGHz_9GHz頻率范圍內(nèi)其插入損耗小于0.05dB。所述剛性透波材料的底部安裝在下法蘭上，剛性透波材料的上部與密封薄膜相連，剛性透波材料的邊緣與上法蘭、下法蘭接觸，起到支撐密封薄膜所承受的壓力而對微波信號的插入損耗貢獻(xiàn)小，剛性透波材料的底部與喇叭饋源的距離在5-10mm之間。
[0022]本實(shí)用新型大口徑低損耗微波真空窗口，將其安裝在13米天線寬頻低溫接收機(jī)的輸入端口，解決了寬帶饋源整體制冷的關(guān)鍵技術(shù)，使得整個天線接收系統(tǒng)的噪聲溫度有了顯著的提高。本實(shí)施例中，微波真空窗口的直徑為500mm，真空腔內(nèi)的真空度達(dá)10_5Pa，窗口承載的壓力達(dá)2噸以上，在IGHz?9GHz頻率范圍內(nèi)，其噪聲溫度貢獻(xiàn)小于10K，使得低溫接收機(jī)的系統(tǒng)噪聲溫度小于50K，顯著提高了系統(tǒng)的靈敏度，增加了系統(tǒng)的G/T值。
[0023]以上所述實(shí)施方式僅僅是對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大口徑低損耗微波真空窗口，該微波真空窗口(100)通過固定法蘭組(200)連接，作為低溫接收機(jī)的微波信號輸入口，其特征在于，所述微波真空窗口包括密封薄膜(110)，密封薄膜外側(cè)邊通過緊固法蘭組(120)夾緊固定，密封薄膜下端設(shè)置有采用透波材料制成的支撐結(jié)構(gòu)件(130)，該支撐結(jié)構(gòu)件與所述固定法蘭組連接，所述緊固法蘭組與固定法蘭組固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大口徑低損耗微波真空窗口，其特征在于，所述緊固法蘭組包括緊固上法蘭(121)和緊固下法蘭(122)，該緊固上法蘭與所述密封薄膜之間通過密封圈一(123)過渡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大口徑低損耗微波真空窗口，其特征在于，所述支撐結(jié)構(gòu)件(130)采用剛性透波材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大口徑低損耗微波真空窗口，其特征在于，所述密封薄膜(110)厚度為 0.05mm ?0.1mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大口徑低損耗微波真空窗口，其特征在于，所述固定法蘭組包括上法蘭(210)和下法蘭(220)，上法蘭與所述緊固法蘭組之間通過密封圈二(201)過渡，下法蘭與所述低溫接收機(jī)的微波信號輸入口固定連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種大口徑低損耗微波真空窗口，該微波真空窗口通過固定法蘭組連接，作為低溫接收機(jī)的微波信號輸入口，所述微波真空窗口包括密封薄膜，密封薄膜外側(cè)邊通過緊固法蘭組夾緊固定，密封薄膜下端設(shè)置有采用透波材料制成的支撐結(jié)構(gòu)件，該支撐結(jié)構(gòu)件與所述固定法蘭組連接，所述緊固法蘭組與固定法蘭組固定連接。本實(shí)用新型大口徑低損耗微波真空窗口是集微波、真空、制冷、材料于一體的技術(shù)，是寬帶饋源制冷接收機(jī)的輸入端口，具有輸入端口面積大、低微波損耗、高強(qiáng)度、高抗壓和真空密封的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】H01P1-08
【公開號】CN204424412
【申請?zhí)枴緾N201520090696
【發(fā)明人】鄧凱華, 王志杰, 楊時紅, 王生旺, 張士剛, 汪程飛
【申請人】中國電子科技集團(tuán)公司第十六研究所
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年2月10日